[发明专利]基于可实时修正系统测量误差的电机测温系统的方法

说明书

本发明提供了一种可对高速电机不同运行状态下的系统温升测量误差进行实时修正的电机测温系统及方法，该系统包含依次连接的传感器、信号放大器、模数转换芯片、运算芯片、输出单元。运算芯片连接了寄存器和输入单元，同时系统中信号放大器、模数转换芯片、运算芯片、输入输出输出单元以及寄存器由一个DC‑DC电源模块同一供电。本发明可以在驱动电机的不同运行状态下，计算得到由电机内部磁场附加损耗分布变化引起热点的偏移而导致的测量误差，进而对传感器探测到的温度进行实时修正，显著提高了高速电机槽内绕组最高温升的检测精度。

技术领域

本发明涉及电机热管理领域，具体地，涉及一种新型的可实时修正系统测量误差的电机测温系统及方法。

背景技术

近年来，新能源汽车、高速磨削机床、航空航天电动设备的快速发展，正推动着其驱动电机向更高功率、更高转速方向发展。然而，驱动电机的内部温升问题逐渐成为限制驱动电机能量密度进一步提高的主要因素，尤其是电机绕组部位。电机内部存在许多绝缘物质，在高温下会产生失效，造成热损毁。在电机内部，定子绕组中损耗密度最高，然而其导热能力较差，不能将热量快速传递到外界，因此会存在热累积，严重威胁电机安全。

因此，许多高性能电机中，需要对电机绕组温升进行实时监测。一般来说，在低速大扭矩启动或者爬坡时，热点主要出现在端部绕组，然而，随着转速的提升，电机槽内绕组的温度由于交流附加损耗的存在，会产生电机内部的最高温升。因此，一般对于高速电机，需要在槽内绕组安置传感器进行实时监控。

固定的传感器实时测温存在一定的问题。在低速与中速运行时，槽内绕组最高点主要存在于中心位置，此时，安置在中心的传感器可以探测到最高温度。随着转速的提升，由于涡流损耗分布的不均与度逐渐增加，热点会向槽口处移动。因此，使用固定位置的传感器探测不断移动的热点温度，会产生误差，需要进行修正。

需要注意的是，该误差的大小是与电机的输入状态和运行状态相关的，决定于电机内部此刻的磁场分布，漏磁场分布，损耗产生速度与确切分布。固定的修正值是无法进行准确修正。因此需要重新设计温度测量装置，使其具有识别能力和基于当前状态的误差估测能力，才能保证电机准确探知当前的确切温升，保证电机安全。本发明就是基于以上技术背景展开的。

申请号为201610999866.7的发明专利公开了一种转子绕组温升测试的修正方法，用以修正由于冷态电阻和热态电阻的测试位置不同，即冷、热状态电阻不是同一电阻而引起转子绕组温升测试的偏差问题；其修正方法是：在不同运行工况下，进行三次发电机温升试验；转子绕组输入功率的计算，转子绕组温升的计算；以转子绕组输入功率Pf为横坐标，以转子绕组温升Δt为纵坐标，把三次温升试验的转子绕组温升数据绘制在一张坐标图上；温升曲线线性延长，延长线交于纵轴，与纵轴的交点距离原点为h；当h5k时，需要修正转子绕组温升，其修正值为h；转子绕组温升的测试值与修正值之差，作为转子绕组温升的实际值。但是上述技术方案采用的是固定的修正值，无法准确进行修正。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可实时修正系统测量误差的电机测温系统及方法。

根据本发明提供的一种实时修正系统误差的电机测温系统，包括依次连接的传感器、信号放大器、模数转换芯片、运算处理芯片以及输出单元，处理芯片还连接有寄存器和输入单元，其中：

传感器用于采集信号；

信号放大器用于将采集的信号放大；

模数转换芯片用于将放大的信号转换为数字信号；

运算处理芯片用于计算电机的最高升温对当前测得的温度之间偏差，并对电机当前测得的温度进行修正；

输入单元用于向运算处理芯片提供电机的运行状态数据；

输出单元用于输出修正后的温度值。